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北北西－南南東13㎞、東北東－西南西9㎞の火山島。主に玄武岩(SiO2 51～53％)からなる成層火山。頂上部にカルデラと中央火口丘三原山がある。カルデラの直径は3～4.5㎞で東方に開く。三原山の火口(直径800m)内の地形は、火山活動の盛衰に応じ、絶えず変動。大島火山は、数万年前から活動を始め、緩傾斜の主成層火山体と北北西－南南東方向の割れ目火口から噴出した多数の側火山がある。5、7世紀の爆発的噴火で、山頂部に相接して2つのカルデラが生じた。その後の溶岩はカルデラ底を埋積しながら北東方向に流下し、海岸に達している。カルデラ形成後、1777年まで10回の大噴火(1回の噴出量数億トン)、1777年以後数千万トン程度の中規模噴火が1912、1950年および1986年に始まり(33～38年間隔)、それらの間に20回以上の小噴火がある。大噴火は初期にスコリア放出・溶岩の流出、その後(10年程度？)火山灰の放出が続く。中噴火はスコリア、溶岩の噴出、小噴火は噴石、火山灰の放出など。海岸近くではマグマ水蒸気爆発も起きている。1552～1974年の噴火は三原山火口か、その周辺のカルデラ底で発生したが、1986年噴火は三原山火口内(A火口)と割れ目火口(カルデラ底：B火口、カルデラ縁外側の山腹斜面：C火口)で起こった。ストロンボリ式またはハワイ式の噴火が特徴。噴火前兆あるいは活動と関係する地殻変動、地震・微動、地磁気、比抵抗等の変化が観測されている。島民約9000名(平成16年)。